エネルギーリサイクルを考慮したモーションコントロール

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650292
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 大西 公平 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (80137984)
• Keywords: エネルギーリサイクル / モーションコントロール / 結合 / 可到達行列 / エネルギーフロー / 干渉キネマティクス / インバータ / パワーコンバータ

Research Abstract

日本で産業用に用いられているエネルギー量は非常に大きく、COP3の完全な実施を目指すとするとさらに徹底した省エネルギー化が望まれる。本研究はモーションコントロール機器をネットワークで管理することで群全体としての電力変換収支を改善することを目指した研究である。平成13年度は高速分散情報システムによるエネルギーリサイクル情報の伝達について以下のように研究を実施した。
モーションコントロール群でエネルギー変換を司るパワーコンバータ機器は、電源から負荷系に電力を供給するばかりでなく回生機能を有することも出来る。そのため、モーションコントロールにおいて力行か回生かを瞬時に把握して、コントロールの最適なタイミングをとることでリサイクルエネルギーの移行がスムースにいくような研究が必要である。基本的には力行と回生のそれぞれのモードを規定されたタイミングに合わせて実行させることでエネルギーリサイクルを実現することをねらっており、そのためのデータ及びコマンドを瞬時瞬時に作成し管理することが必要である。そこで、リアルタイム性に優れたRT-Linuxに時間管理機能を持たせて分散制御システムを構成した。また、ネットワークの遅れを最小にするRT-Messengerを用いたネットワーク管理を導入し、制御系の頑健性とリアルタイム性の両立が図れることを示した。このようなエネルギー収支を局所的に最適化するようなプロセス分散的な制御方式として昨年度に研究を行った動的なシステム結合を適用し、具体的な歩行動作ロボットモーションシステムに適用した。歩行動作はエネルギーの電力供給と回生が複雑に移行するため、各モードの結合状態を定義し定常歩行がそのモード結合の変化の変化により行われるような制御系を構築することに成功した。これにより、複数のモーションコントロールを組み合わせた群制御におけるエネルギーリサイクルシステムの可能性を示すことができた。

Research Products

• [Publications] J.Suzuki, D.Itoh, T.Kageyama, K.Ohnishi: "A Decentralized Real-Time Control for Biped Robot"7^<th> International Workshop on Advanced Motion Control (AMC'02) July 3-5, 2002, University of Maribor, Slovenia. (未定)(2002年7月発表予定). (2002)